금속 부식
금속 물질이 주변 환경과 접촉할 때, 물질은 화학적 또는 전기 화학적 작용으로 인해 파괴됩니다. 금속 부식 은 열역학적 자발적인 과정입니다.고에너지 상태의 금속을 저에너지 상태의 금속 화합물로 변환하는 것그 중 석유 및 석유화학 산업의 부식 현상은 더 복잡합니다.2S 및 CO2.
대부분의 부식 과정의 성격은 전기 화학입니다. 금속 / 전해질 용액 인터페이스 (전기 이중층) 의 전기적 특성은 부식 메커니즘 연구에서 널리 사용됩니다.,진열 측정 및 산업적 진열 모니터링. 금속 진열 연구에서 일반적으로 사용되는 전기 화학 방법은: 개방 회로 잠재력 (OCP), 양극화 곡선 (Tafel 그래프),전기화학적 임피던스 스펙트럼 스펙트럼 (EIS).
격리된 금속 전극에서, 한 안도 반응과 한 카토드 반응은 같은 속도로 동시에 수행되며, 이것은 전극 반응의 결합이라고합니다.상호 결합의 반응은 "연합 반응"이라고 불립니다., 그리고 전체 시스템은 ′′연합 시스템"이라고 불립니다. ′′연합 시스템"에서는 두 전극 반응이 서로 결합하고 전극 잠재력이 같을 때,전극 잠재력은 시간에 따라 변하지 않습니다.이 상태는 "안정 상태"라고 하며, 그에 상응하는 잠재력은 "안정 잠재력"이라고 한다. 부식 시스템에서는 이 잠재력을 "자신 부식 잠재력 E"라고도 한다.코르또는 오픈 서킷 잠재력 (OCP) 이 대응하는 전류 밀도는 소위코르일반적으로, 오픈 서킷 잠재력이 긍정적일수록 전자 손실과 부식되는 것이 더 어려워지고, 물질의 부식 저항성이 더 낫다는 것을 나타냅니다.
CS 역량계 / galvanostat 전기 화학 작업 스테이션은 시스템에서 금속 물질의 실시간 전극 잠재력을 오랫동안 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 잠재력이 안정화 된 후,물질의 오픈 서킷 잠재력을 얻을 수 있습니다.
일반적으로 전극 전력이 전류를 통과할 때 평형 전력에서 벗어나는 현상을 ′′극화′′라고 부른다. 전기 화학 시스템에서,양극화가 발생했을 때, 평형전력에서 전극전력의 음변을 ′′카토드 양극화′′라고 한다.그리고 평형전력에서 전극전력의 양적 이동은 안오드 양극화라고 합니다..
전극 과정의 양극성 성능을 완전하고 직관적으로 표현하려면과잉 잠재력 또는 전극 잠재력을 전류 밀도의 함수로 실험적으로 결정하는 것이 필요합니다.이 곡선은 '극화 곡선'이라고 불립니다.
이 i코르금속 물질의 비율을 스턴-기어리 방정식으로 계산할 수 있습니다.
B는 재료의 스턴-기어리 계수, Rp금속의 양극화 저항입니다.
i를 얻는 원칙코르타펠 추출법으로
Corrtest CS 스튜디오 소프트웨어는 자동으로 양극화 곡선에 부착 할 수 있습니다.a그리고 bc계산할 수 있습니다.i코르파라데이의 법칙을 바탕으로 물질의 전기 화학적 동등과 결합하면 금속 부식 속도 (mm/a) 로 변환 할 수 있습니다.
전기 화학적 임피던스 기술, AC 임피던스라고도 불립니다. measures the change of voltage (or current) of an electrochemical system as a function of time by controlling the current (or voltage) of the electrochemical system as a function of sinusoidal variation over time전기 화학 시스템의 임피던스를 측정하고, 나아가 시스템의 반응 메커니즘 (매체/포름/금속) 을 연구합니다.부착 측정 시스템의 전기 화학 매개 변수를 분석합니다..
임피던스 스펙트럼은 다양한 주파수에서 시험 회로로 측정된 임피던스 데이터에서 도출된 곡선입니다.그리고 전극 과정의 임피던스 스펙트럼은 전기 화학 임피던스 스펙트럼이라고 불립니다.많은 종류의 EIS 스펙트럼이 있지만 가장 일반적으로 사용되는 것은 Nyquist 그래프와 Bode 그래프입니다.
예를 들어 CS350 전기 화학 작업장을 사용하는 사용자가 발표 한 기사를 사용하여 금속 진열 측정 시스템의 방법에 대한 구체적인 소개가 소개됩니다.
사용자는 일반적인 가공 방법으로 준비 된 Ti-6Al-4V 합금 스텐트의 염화 저항을 연구했습니다 (시험 #1),선택적 레이저 녹화 방법 (시험물 #2) 및 전자 빔 녹화 방법 (시험물 #3)스텐트는 인간 임플란테이션에 사용되므로 부식 매체는 시뮬레이션 체액 (SBF) 이다. 실험 시스템의 온도도 37°C에서 제어해야합니다.
기기:CS350 포텐티오스타트/갈바노스타트
실험 장치:CS936 장장형 평면식식전지, 일정한 온도 건조 오븐
실험용 약물:아세톤, SBF, 방온 고화 에포시 樹脂
실험 매개체:
시뮬레이션된 체액 (SBF):NaCl-8.01KCl-04CaCl2-0.14NaHCO3-0.35KH2직무장4-0.06, 포도당 -0.34, 단위는:g/L
표본 ((WE)
Ti-6Al-4V 합금 스텐트 20×20×2mm,
노출된 작업 면적은 10×10 mm입니다.
시험되지 않은 부위는 방온 고화 에포시 樹脂로 코팅/ 봉쇄됩니다.
참조 전극 (RE):포화 된 칼로멜 전극
카운터 전극 (CE):CS910 Pt 전도성 전극
2.1 실험 단계 및 매개 변수 설정
2.1.1 OCP
테스트 전에 작업 전극은 표면이 매끄럽게 될 때까지 거친 것에서 얇은 것 (360 마일, 600 마일, 800 마일, 1000 마일, 2000 마일 순서) 으로 닦아야 합니다.증류된 물로 씻어내고 아세톤을 사용하여 탈지름을 제거합니다., 일정한 온도 가뭄 오븐에 넣고 37°C에서 건조하여 사용하십시오.
표본을 부식 세포에 조립하고, 시뮬레이션된 체액을 부식 세포에 삽입합니다.그리고 포화 된 칼로멜 전극 (SCE) 을 소금 브리지로 평면 진식 세포에 삽입합니다.라긴 모세혈관 끝은 작업 전극 표면에 맞게 되어 있는지 확인합니다. 온도는 물 순환으로 37°C로 조절됩니다.
전극을 전자기 케이블로 연결해
실험→정확한 양극화→OCP
데이터에 대한 파일 이름을 입력하고, 테스트의 총 시간을 설정하고, 테스트를 시작해야합니다. 용액의 금속 물질의 OCP는 천천히 변화,그리고 안정적으로 유지하려면 비교적 오랜 시간이 걸립니다.그래서 3000s보다 짧은 시간을 설정하는 것이 좋습니다.
2.1.2 극화 곡선
실험→정확한 양극화→전력 역학
초기 잠재력, 최종 잠재력 및 스캔 속도를 설정하고 잠재력 출력 모드를 OCP로 선택합니다.
사용은 꼭대기 E#1과 꼭대기 E#2를 선택하기 위해 체크 할 수 있습니다. 확인되지 않으면 스캔이 해당 잠재력을 통과하지 않습니다.
최대 4개의 독립적인 양극화 잠재 설정 포인트가 있습니다. 스캔은 초기 잠재에서 시작하여 E#1 꼭짓점과 E#2 꼭짓점까지 그리고 마지막으로 최종 잠재까지 시작합니다."중간 잠재력 1"와 "중간 잠재력 2"를 켜거나 끄기 위해 "활성화" 체크 박스를 클릭하십시오.. 체크 박스가 선택되지 않으면 스캔이 이 값을 통과하지 않고 잠재 스캔을 다음으로 설정합니다.
양극화 곡선 측정은 OCP가 이미 안정되어있는 조건에서만 수행 될 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 일반적으로 10 분 후우리는 다음을 클릭하여 OCP 안정 함수를 열 것입니다.:
→
소프트웨어는 잠재적 변동이 10mV/min보다 낮으면 자동으로 테스트를 시작합니다.
이 실험 예제에서, 사용자는 잠재력을 설정 -0.5 ~ 1.5V (vs OCP)
스캔을 중지하거나 역전시키는 조건을 설정할 수 있습니다. 이것은 주로 핏 잠재 측정 및 패시바이션 곡선 측정에 사용됩니다.
2.2 결과
2.2.1 OCP
오픈 회로 잠재 테스트를 통해 우리는 자유로운 진열 잠재력을 얻을 수 있습니다E코르일반적으로, 금속 물질의 염화 저항을 판단 할 수 있습니다.E코르물질이 더 심하게 부식하는 것입니다.
그래프에서 우리는 표본 #1 & 2의 부식 저항이 # 3보다 낫다는 결론을 내릴 수 있습니다.
2.2.2 타벨 플롯 분석 (성소율 측정)
이 실험의 양극화는 다음과 같습니다.
표시된 바와 같이 계산된 부식 속도 값에서 우리는 OCP 측정으로 얻은 것과 같은 결론을 얻을 수 있습니다. 부식 비율은 Tafel 그래프로 계산됩니다.우리는 관화 비율의 값이 OCP 방법으로 얻은 결론에 일치하는 볼 수 있습니다.
타펠 그래프를 기반으로, 우리는 부식 전류 밀도를 얻을 수 있습니다i코르우리의 CS 스튜디오 소프트웨어에 통합된 분석 부착 도구에 의해. 다음 작업 전극 면적, 재료의 밀도,부식율을 계산합니다..
다음 단계입니다.
클릭하여 데이터 파일을 가져오기
데이터 조정
휴대폰 정보를 클릭하세요. , 그리고 그에 따라 값을 입력합니다.
테스트 전에 이미 셀 & 전극 설정에서 매개 변수를 설정 한 경우, 당신은 셀 정보를 설정 할 필요가 없습니다. 다시 여기.
타벨 부착에 타벨 부착 자동 또는 수동 부착을 선택 아노드 세그먼트 / 캐토드 세그먼트의 데이터에 대한, 그 다음 부식 전류 밀도, 자유로운 부식 잠재력,부식율을 얻을 수 있습니다.그래프에 맞는 결과를 끌 수 있습니다.
3EIS 측정
실험 → 임페던스 → EIS 대 주파수
3.5% NaCl 용액의 Q235 탄소강의 EIS는 다음과 같습니다.
위의 니키스트 그래프는 용량 활 (푸른 프레임으로 표시) 와 워부르크 임피던스 (붉은 프레임으로 표시) 로 구성되어 있습니다. 일반적으로, 용량 활이 커질수록소재의 부식 저항성이 높을수록.
Q235 탄소 강철 EIS 결과에 대한 동등 회로 장착
단계는 다음과 같습니다.
용량 활의 동등 회로를 그리기 - R1, C1, R2를 얻기 위해 ′′빠른 적합성"의 모델을 사용하십시오.
워부르크 임피던스 부분의 동등 회로를 그리기 - Ws의 특적 값을 얻기 위해 "빠른 적합"의 모델을 사용하십시오.
복합 회로에 값을 끌고→ 모든 요소를 변경 타입이 될
그 결과, 우리는 그 오류가 5% 미만이라는 것을 알 수 있습니다. 이는 우리가 그리는 자기 정의된 동등 회로가 실제 측정된 임피던스 회로와 일치한다는 것을 나타냅니다.보드 부착 플롯은 일반적으로 원래 플롯에 따라.
